JPH039480B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、所望楽音周波数に対応する定数デ
ータを発生し、この定数データに基づき楽音信号
を発生するようにした電子楽器のウエーブゼネレ
ータに関する。 〔従来の技術〕 波形メモリに記憶した波形の順次サンプル点振
幅値を順次読み出して楽音信号もしくは音源信号
を得る場合、発生すべき音の周波数に対応する定
数を繰返し演算（加算又は減算）し、その演算結
果に応じて前記波形メモリの読み出しアドレスを
進める方式の電子楽器は既に公知である。このよ
うな電子楽器において、従来は上述の周波数に対
応する定数を鍵盤の各音に個々に対応して記憶装
置に記憶させておくようにしていた（特開昭49−
130213号公報参照）。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の電子楽器では、周波数に対応する定数を
鍵盤の各音に個々に対応して記憶装置に記憶させ
ておくようにしているため、例えば、鍵数が61鍵
であれば、61の種類の定数を記憶させておくこと
になり、該記憶装置に比較的大きな容量が要求さ
れ、コスト高になるという問題があつた。 この発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、周波数に対応する定数を記憶する記憶装置を
小容量化したウエーブゼネレータを提供すること
を目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明の電子楽器のウエーブゼネレータは、
発生すべき楽音の音高を指定する音高指定手段
と、前記音高指定手段で指定された音高の音名お
よびオクターブを示す音名データおよびオクター
ブデータからなるキーデータを発生するキーデー
タ発生手段と、所定オクターブの各音名の楽音の
周波数にそれぞれ対応する複数ビツトとからなる
複数の定数データを記憶する記憶手段と、前記記
憶手段から前記音名データに基づき、該音名デー
タが示す音名に対応する前記定数データを読み出
す読出し手段と、前記記憶手段から読み出された
定数データのビツト位置を前記オクターブデータ
に応じてシフトすることにより該定数データを変
更し、前記キーデータが示す音高の楽音周波数に
対応するデータを出力する変更手段と、前記変更
手段から出力されたデータに基づき前記音高の楽
音周波数に対応した周期で繰返し変化する前記定
数データよりもビツト数の多い定数データを出力
する定数データ発生手段と、前記変数データ発生
手段から出力されるデータに基づき対応する周波
数の楽音信号を発生する楽音発生手段とを具えて
構成される。 〔作用〕 記憶手段に各音名に対応する定数データのみを
記憶するようにし、この記憶手段から読み出され
た定数データのビツト位置をオクターブデータに
応じてシフトし、このシフトした定数データに基
づき所望の音高の楽音周波数に対応した周期で繰
返し変化する変数データを発生し、この変数デー
タに基づき所望の音高を楽音を発生する。 〔実施例〕 以下この発明の一実施例を添付図面にもとづい
て詳細に説明しよう。 第１図はこの発明のウエーブゼネレータ１０を
使用した電子楽器の一例を示す概略ブロツク図
で、押鍵検出回路１２は鍵盤１１に配された各鍵
のキースイツチのオンまたはオフ動作を検出し、
押圧された鍵を識別する情報を出力する。発音割
当て回路１３は押鍵検出回路１２から前記押圧さ
れた鍵を識別する情報を受入して、この情報が表
わす鍵の発音を同時最大発音数（例えば12音）に
対応するチヤンネルのいずれかに割当てる。発音
割当て回路１３は各チヤンネルに対応する記憶位
置を有し、或る鍵の発音が割当てられたチヤンネ
ルに対応する記憶位置にその鍵を表わすキーコー
ドKCを記憶し、各チヤンネルに記憶したキーコ
ードKCを時分割的に順次出力する。鍵盤１１に
おける各鍵を識別するために、第１表に示すよう
にキーコードKCは鍵盤種類を表わす２ビツトの
鍵盤コードK₁，K₂、オクターブ音域を表わす３
ビツトのオクターブコードB₁，B₂，B₃及び１オ
クターブ内の12の音名を表わす４ビツトのノート
コードN₁，N₂，N₃，N₄の計９ビツトのコード
によつて構成される。

【表】

【表】 なお、この実施例においては、鍵盤１１の鍵域
がC₂音からC₇音までの範囲であるものとする。
そして、第１オクターブ音域のオクターブコード
“000”は最低音のC₂音にだけ使用されるものと
しており、そのコードB₃〜N₁は “0001110”となる。“001”という値の第２オク
ターブ音域のオクターブコードB₃，B₂，B₁はＣ
＃ ₂音からC₃音までに使用し、以下同様に、低温
側のＣ＃ 音から高音側のＣ音までを１オクターブ
として同一のオクターブコードB₃，B₂，B₁を使
用するものとし、第６オクターブ音域“101”の
オクターブコードはＣ＃ ₆〜C₇音に使用される。 この実施例においては、複数の音を同時に発音
可能とするために各種カウンタ、論理回路、記憶
装置等を時分割的に供用せしめるようにダイナミ
ツク論理的に構成してあるので、装置の動作を規
制するクロツクパルスの時間関係は極めて重要で
ある。第２図ａは主にクロツクパルスφ₁を示す
グラフで、このパルスφ₁は各チヤンネルの時分
割動作を制御するものであり、例えば1μs（マイク
ロ秒；10^-6秒）の周期を有している。チヤンネル
数が12であるから、主クロツクパルスφ₁によつ
て順次区切られる1μs幅のタイムスロツトは第１
チヤンネル〜第12チヤンネルに順次対応させられ
る。第２図ｂに示すように、各タイムスロツトを
順に第１チヤンネル時間〜第12チヤンネル時間と
いうことにする。各チヤンネル時間は循環して発
生する。従つて、発音割当て回路１３で発音割当
てされた鍵を表わすキーコードKCは、割当てら
れたチヤンネルの時間に一致して順次時分割的に
出力される。例えば、第１チヤンネルにペダル鍵
盤の第２オクターブ音域のＣ音（C₃）が割当て
られ、第２チヤンネルに上鍵盤の第５オクターブ
音域のＧ音（G₆）が割当てられ、第３チヤンネ
ルに上鍵盤の第５オクターブ音域のＣ音（C₆）
が割当てられ、第４チヤンネルに下鍵盤の第４オ
クターブ音域のＥ音（E₅）が割当てられており、
第５〜第12チヤンネルには発音が割当てられてい
ないとすると、発音割当て回路１３から各チヤン
ネル時間に同期して時分割的に出力されるキーコ
ードKCの内容は第２図ｃのようになる。第５チ
ヤンネルから第12チヤンネルの出力はすべて
“０”である。 また、発音割当て回路１３は押圧鍵が発音割当
てされたチヤンネルにおいて発音がなされるべき
であることを表わすアタツク開始信号（またはキ
ーオン信号）ASを各チヤンネル時間に同期して
時分割的に出力する。更に、各チヤンネルに発音
割当てされた鍵が離鍵され、これにより発音が減
衰状態となるべきことを表わすデイケイ開始信号
（またはキーオフ信号）DSを各チヤンネル時間に
同期して時分割的に出力する。これらの信号AS，
DSは楽音の振幅エンベロープ制御（発音制御）
のために利用される。更に、発音割当て回路１３
では、エンベロープ発生器１４からそのチヤンネ
ルにおける発音が終了したことを表わすデイケイ
終了信号DFを受入し、その信号DFにもとづいて
当該チヤンネルに関する各種記憶をクリアし発音
割当てを完全に解消するクリア信号CCを出力す
る。第２図ｃの例において、第１チヤンネルと第
２チヤンネルに割当てられた鍵が現在押圧中であ
り、第３チヤンネルと第４チヤンネルに割当てら
れた鍵が離鍵されその発音が減衰状態であり、第
４チヤンネルにおいてはタイムスロツトt₁のとき
発音終了してデイケイ終了信号DFが発生され、
12チヤンネル時間遅れたタイムスロツトt₂のとき
クリア信号CCが出力されるとすると、第２図ｄ
〜ｇに示すように各信号AS，DS，DF，CCが生
じる。なお、タイムスロツトt₂のときクリア信号
CCが出力されるので、第４チヤンネルのアタツ
ク開始信号ASとデイケイ開始信号DSは消去され
る。このとき第２図ｃの第４チヤンネル時間のキ
ーコードKCが消去されるが、図では説明の都合
上そのまま描いてある。 発音割当て回路１３から出力される各種信号
KC，AS，DS，CCがどのチヤンネルのものであ
るかは、第２図に示したように、チヤンネル時間
によつて区別できるようになつている。 発音割当て回路１３から出力されたキーコード
KCはウエーブゼネレータ１０に加わり、該ウエ
ーブゼネレータ１０からは、波形メモリ１５から
楽音（音源）波形の順次サンプル点振幅値を読み
出させるための変数データ（アドレスデータ）
XqFが発生される。この実施例では波形メモリ
１５はフイート数の異なる音源波形が並列的に読
み出されるようになつており、２フイート２′、
４フイート４′、８フイート８′、16フイート１
６′、32フイート３２′の音にそれぞれ対応してメ
モリ１５Ａ〜１５Ｅが設けられている。 エンベロープ発生器１４は、発音割当て回路１
３から与えられる各種信号AS，DS，CC等にも
とづいて、アタツク・デイケイ等の特性をもつエ
ンベロープ波形EVを発生する。このエンベロー
プ波形EVによつて波形メモリ１５から読み出さ
れる音源波形信号に経時的な音量振幅エンベロー
プが付加され、発音が制御される。 波形メモリ１５から読み出された各フイート
２′〜３２′の音源波形信号は分配回路１６に加わ
り、鍵盤種類などに応じてライン１７または１８
に適宜分配される。ライン１７に分配された音源
波形信号は電圧制御型フイルタ（VCF）１９に
加わり、音色制御がなされる。ライン１８に分配
された音源波形信号は音色フイルタ群２０に加わ
り、音色制御がなされる。電圧制御型フイルタ１
９のフイルタ特性は制御電圧（図示せず）によつ
て可変され、音色フイルタ群２０のフイルタ特性
は各種音色に対応して固定されている。従つて両
系列において異なつた音質の音が作り出される。
音色制御された楽音波形信号はエクスプレツシヨ
ン等その他適宜の音制御回路２１を経て、サウン
ドシステム２２から発音される。 ウエーブゼネレータ１０の詳細例は第３図及び
第４図に分割して示されている。ウエーブゼネレ
ータ１０のうちノートデコーダ２３、定数メモリ
２４、キーボルト発生回路２５の詳細例は第３図
に、オクターブ制御回路２７、アキユムレータ２
８、ビツト位置切替え回路２６の詳細例は第４図
に示されている。 第３図及び第４図の回路において各種回路素子
は第５図に示すような手法で図示されている。第
５図ａはインバータ、同図ｂ，ｃはアンド回路、
同図ｄ，ｅはオア回路、同図ｆは１ビツトの遅延
フリツプフロツプを示す。アンド回路あるいはオ
ア回路において入力数が少ない場合は同図ｂ，ｄ
に示すような通常の表示図法を採用し、入力数が
多い場合は同図ｃ，ｅの図法を採用する。同図
ｃ，ｅにおいては、回路の入力側に１本の入力線
を描き、複数の信号線をこの入力線に交叉させ、
同回路に入力されるべき信号の信号線と入力線と
の交叉点を丸印で囲むようにしている。従つて同
図ｃの場合、論理式はＱ＝Ａ・Ｂ・Ｄであり、同
図ｅの例の場合、論理式はＱ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃであ
る。また、第５図ｇはシフトレジスタを示し、ブ
ロツク中に括弧でくくつて示した分数の分子の数
はシフトレジスタのステージ数、分母の数はシフ
トレジスタの入力データのビツト数を示す。遅延
フリツプフロツプ及びシフトレジスタにはシフト
用クロツクパルスを特に図示しないが、1μs周期
の主クロツクパルスφ₁（詳しくは２相クロツクパ
ルス）によつてシフトされる。 発音割当て回路１３から供給されるキーコード
KCのうちノーコードN₁〜N₄はノートデコーダ
２３に加わり、該ノートコードN₁〜N₄が表わす
音名に対応する出力ラインにデコード出力を生じ
る。定数メモリ２４は１オクターブ内の12の音名
Ｃ〜Ｂの周波数に比例する定数データＦを２進形
式で予め記憶したもので、前記ノートデコーダ２
３の出力に応じてノートコードN₁〜N₄が表わす
音名に対応する定数データＦが読み出される。 定数メモリ２４から読み出された定数データＦ
はビツト位置切替え回路２６に加えられ、オクタ
ーブ制御回路２７から与えられるオクターブ切替
データＸの値に応じてその２進ビツト位置が左ま
たは右へシフトされる。換言すれば、ビツト位置
切替え回路２６において、定数メモリ２４から読
み出された定数データＦに対してオクターブ制御
回路２７から与えられるオクターブ切替えデータ
Ｘを乗算する演算がなされる。 ビツト位置切替え回路２６の出力XFはアキユ
ムレータ２８に加えられる。アキユムレータ２８
は切替え回路２６から読み出された定数データ
XFを規則的時間間隔Ｔ毎に繰返し加算し、変数
データXqFを得る。ｑは、時間間隔Ｔが経過す
る毎に、１，２，３，４，……順次増加する変数
である。すなわち、アキユムレータ２８におい
て、上記オクターブ切替データＸが指定するオク
ターブ音域における当該音名の周波数に対応する
変数データXqFが得られる。 オクターブ切替データＸはオクターブコード
B₁〜B₃の内容にもとづいて発生される。一般に
データＸの値はオクターブコードB₁〜B₃が指定
するオクターブ音域を実現しうる値となるがフイ
ートチエンジデータFF₁〜FF₃の値に応じてコー
ドB₁〜B₃を変更し、オクターブ音域を適宜変更
しうるようになつている。１オクターブのへだた
りは周波数比が２：１であるので、定数メモリ２
４に記憶した音名の属するオクターブ音域を基本
オクターブとすると、発生しようとする音のオク
ターブ音域がこの基本オクターブよりもｎオクタ
ーブ上のときはＸの値は2ⁿであり、ｎオクターブ
下のときはＸの値は2^-nである。すなわち、オク
ターブ単位の周波数の関係は２のベキ乗であるた
め、２進ビツト位置切替回路２６によつてオクタ
ーブの切替制御を行なうことができるのである。 ところで、定数メモリ２４に記憶する定数デー
タＦの値は、前記基本オクターブにおける当該音
名の周波数ｆと、アキユムレータ２８において同
じデータＦが１秒間に加算される回数Ｎと、波形
メモリ１５に記憶した波形１周期分のアドレス数
Ｍとによつて定まる。すなわち、 Ｆ＝ｆ・Ｍ／Ｎ …(1) という関係式によつて定数データＦの10進値が決
定される。第(1)式にもとづいて求めた各音名に対
応する定数データＦを２進数に変換し、この２進
の定数データＦを定数メモリ２４に予め記憶させ
ておく。 変数データXqFにおいて変数ｑの値は１秒後
にＮとなるので、前記第(1)式は下記のように書き
換えることができる。 XF＝Xf・Ｍ／Ｎ …(2) 従つてオクターブ切換データＸの値に比例して
周波数が切替わる。前述のようにデータＸは２の
ベキで与えられるので、周波数Xfは基本オクタ
ーブの周波数ｆの２のベキ乗で切替わることにな
り、オクターブ単位で発生音の周波数が切替えら
れる。すなわち発生音のオクターブ音域が選択さ
れる。 従つて、ビツト位置切替回路２６において定数
メモリ２４の出力データＦのビツト位置を左に
（上位桁に）シフトすると、データＸによつて2ⁿ
の乗算を行なうことになるので、シフトしたビツ
ト位置の数ｎだけオクターブが上がる。また、同
切替え回路２６においてデータＦのビツト位置を
右に（下位桁に）シフトすると、データＸによつ
て2^-nの乗算を行なうことになるので、シフトし
たビツト位置の数ｎだけオクターブが下がる。 第３図において、ノートデコーダ２３は前記第
１表に示したような内容のノートコードN₁〜N₄
を各音名Ｃ＃ 〜Ｃ別にデコードし得るように論理
が組まれたアンド回路群２３Ａによつて構成され
ている。定数メモリ２４は、デコーダ２３の出力
に応じて所定の値の10ビツトの２進定数データＦ
（F₁〜F₁₀）を得るように論理が組まれたオア回路
群２４Ａと、鍵盤コードK₁，K₂の内容に応じて
オア回路群２４Ａの出力を選択するゲート部２４
Ｂとを具えている。 第４図に示すビツト位置切替え回路２６は左シ
フト動作（2ⁿの掛算）を行なうようになつている
ので、定数メモリ２４には最低オクターブ音域に
おける各12音の周波数に比例する定数データＦを
記憶している。但し、前記第１表に示した真の最
低オクターブ音域はオクターブコードB₁，B₂，
B₃の内容が“000”である第１オクターブ音域で
あるが、前述の通り、この第１オクターブ音域に
属する音はC₂音だけである。そこで、この実施
例のウエーブゼネレータ１０ではオクターブコー
ドB₃，B₂，B₁の内容が“001”である第２オクタ
ーブ音域を最低オクターブ（基本オクターブ）と
して取扱うようにし、該第２オクターブ音域に属
する12音名（C₂＃ ，D₂，……B₂，C₃）の周波数
に対応する定数データＦをメモリ２４の各アドレ
スにそれぞれ記憶させている。そして、第１オク
ターブ音域に属する唯一の音、C₂音に関しても
特別に定数データＦを記憶しておくようにしてい
る。すなわち、第２表に示すように基本オクター
ブ（第２オクターブ音域）に属するＣ音（C₃）
の1/2の値のデータがC₂音の定数データＦとして
読み出されるようにオア回路群２４Ａにおいて論
理が組まれている。また、この実施例においては
鍵盤種類別に若干異なる値のデータＦをメモリ２
４に記憶しているが、第２表には下鍵盤音のみに
ついて示した。

【表】 〓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発生すべき楽音の音高を指定する音高指定手
   段と、 前記音高指定手段で指定された音高の音名およ
   びオクターブを示す音名データおよびオクターブ
   データからなるキーデータを発生するキーデータ
   発生手段と、 所定オクターブの各音名の楽音の周波数にそれ
   ぞれ対応する複数ビツトからなる複数の定数デー
   タを記憶する記憶手段と、 前記記憶手段から前記音名データに基づき、該
   音名データが示す音名に対応する前記定数データ
   を読み出す読出し手段と、 前記記憶手段から読み出された定数データのビ
   ツト位置を前記オクターブデータに応じてシフト
   することにより該定数データを変更し、前記キー
   データが示す音高の楽音周波数に対応するデータ
   を出力する変更手段と、 前記変更手段から出力されたデータに基づき前
   記音高の楽音周波数に対応した周期で繰返し変化
   する前記定数データよりもビツト数の多い変数デ
   ータを出力する変数データ発生手段と、 前記変数データ発生手段から出力されるデータ
   に基づき対応する周波数の楽音信号を発生する楽
   音発生手段と を具えた電子楽器のウエーブゼネレータ。